朝鮮中央放送・平壌放送の時報音の再現

朝鮮中央放送や平壌放送の時報音をPythonで再現しました。

ダウンロードページからmp3形式でダウンロードできます。

本ページでは再現した時報音の解説とPythonコードを掲載します。

解説

朝鮮中央放送や平壌放送では、正時の3秒前から1秒ごとに約0.21秒の550Hzの正弦波パルスが流れます（予報音）。正時から約3秒間は1100Hzの正弦波トーンが流れます（正報音）。

フェードアウト

正報音の振幅は時間と共に減衰していきます。

そこで、今回はシグモイド関数を用いてフェードアウトを再現しました。シグモイド関数を用いたフェードアウトの振幅 $a(t)$ は、時刻 $t\mathrm{\,[s]}$ に対して次式で表されます。

a(t) = \frac{1}{1+e^{k(t-\tau)}}

上式で $k$ は変化のスピードを決定するパラメータで、大きいほど急激に、小さいほど緩やかに変化します。 $\tau\mathrm{\,[s]}$ は振幅が半分となる時刻です。

今回はハンドチューニングでフェードアウトのパラメータを $k=6, \tau=t_0+1.55\mathrm{\,[s]}$ としました（ $t_0\mathrm{\,[s]}$ は正時の時刻）。

フェードイン

実際の時報音を確認すると正報音がフェードインで鳴り始めていたので、フェードアウトと同様シグモイド関数で再現しました。

シグモイド関数を用いたフェードインの振幅 $b(t)$ は次式で表されます。パラメータの意味は $a(t)$ と同様です。

b(t) = \frac{1}{1+e^{-k(t-\tau)}}

フェードインのパラメータは $k=500, \tau=t_0+0.02\mathrm{\,[s]}$ としました。

Pythonによる時報音の再現

時報音をwav形式で出力するPythonスクリプト timesingnal.py を（AIと一緒に）作成しました。

変数 sample_rate, silence_duration, limit_amplitude はそれぞれサンプリングレート、冒頭の無音部分の長さ、最大振幅を設定しています。

Source (timesignal.py)

# Time Signal Generator
# Output: output.wav
# Last updated on 2026/01/16

import numpy as np
import wave
import matplotlib.pyplot as plt

# --- Parameters ---
# Sampling rate [Hz]
sample_rate = 8000
# Duration of silence [s]
silence_duration = 2 - 0.072
#  - 0.072s: offset inserted by libmp3lame (8kbps)
# Amplitude limit (1: 0dB, 0.5: -3dB)
limit_amplitude = 1

# --- 1. Time signal generation ---
sound_duration = 6
sound_samples = int(sample_rate * sound_duration)
t_sound = np.linspace(0, sound_duration, sound_samples, endpoint=False)
waveform_sound = np.zeros(sound_samples)

# [ 550Hz Tone ]
time550Hz = [(0, 0.21), (1, 1.21), (2, 2.21)]
# Amplitude of 550Hz sine wave
amp550Hz = 1
for start, end in time550Hz:
    start_idx = int(start * sample_rate)
    end_idx = int(end * sample_rate)
    waveform_sound[start_idx:end_idx] = amp550Hz * np.sin(2 * np.pi * 550 * t_sound[start_idx:end_idx])

# [ 1100Hz Tone ]
start_idx = int(3.0 * sample_rate)
end_idx = int(6.0 * sample_rate)
waveform_sound[start_idx:end_idx] = np.sin(2 * np.pi * 1100 * t_sound[start_idx:end_idx])
# Amplitude of 1100Hz sine wave
# (1) Fade out
fade_start = 3.0
fade_center = 4.55
k = 6 # Parameter of sigmoid function
amp1100Hz = np.ones_like(t_sound)
fade_mask = (t_sound >= fade_start)
amp1100Hz[fade_mask] = 1 / (1 + np.exp(k * (t_sound[fade_mask] - fade_center)))
# (2) Fade in
fade_start = 3.0
fade_center = 3.02
k = 500 # Parameter of sigmoid function
fade_mask = (t_sound >= fade_start)
amp1100Hz[fade_mask] *= 1 / (1 + np.exp(k * -(t_sound[fade_mask] - fade_center)))
waveform_sound *= amp1100Hz

# Limit amplitude
waveform_sound *= limit_amplitude

# --- 2. Scilence at the beginning ---
silence_samples = int(sample_rate * silence_duration)
waveform_silence = np.zeros(silence_samples)
# Concatenate silence and time signal
waveform_total = np.concatenate([waveform_silence, waveform_sound])
total_samples = silence_samples + sound_samples

# --- 3. Save as a WAV file ---
# Scale for 16bit signed PCM
scalePCM = 32767
final_waveform = (waveform_total * scalePCM).astype(np.int16)
with wave.open('output.wav', 'w') as wav_file:
    wav_file.setparams((1, 2, sample_rate, total_samples, 'NONE', 'not compressed'))
    wav_file.writeframes(final_waveform.tobytes())

# --- Plot output waveform ---
t_total = np.linspace(0, silence_duration + sound_duration, total_samples, endpoint=False)
plt.figure(figsize=(12, 4))
plt.plot(t_total - (silence_duration + 3), final_waveform / scalePCM)
plt.xlabel('Time [s]')
plt.ylabel('Amplitude')
plt.xlim((-3.5, 3.5))
plt.grid(True)
plt.tight_layout()
plt.show()

timesignal.py を実行すると output.wav に出力された音声信号の波形が以下のようにプロットされます。

時報音の音声信号のプロット

横軸0秒付近を見ると、正時を知らせる音がいきなり始まるのではなく、フェードインしていることが分かります。

ダウンロードページで配布している timesignal.mp3 は output.wav をmp3形式に変換したものです。以下のコマンドで作成しています。

python3 timesignal.py; ffmpeg -i output.wav -ab 8k timesignal.mp3

mp3への変換時に72ミリ秒ほど遅延が発生したので、上のコードでは無音部分の長さ silence_duration を設定する際にあらかじめ差し引いています。

予報音までの無音が2秒間、予報音が3秒、正報音が3秒なので、合計8秒間の音声として出力されています。

おわりに

今回はPythonで時報音を再現してみました。

フェードアウトやフェードインが結構曲線的でしたが、シグモイド関数である程度近づけることができました。

なお再現にあたっては、intchosonのサイトで配信された朝鮮中央放送の衛星ラジオの音声¹とDRM受信された朝鮮中央放送のオープニング音声²を参考にしました。

Source: KCBS 2026-01-01 00:59-01:00 via https://intchoson.com/kcbs. 2026年の年越し放送の録音から（YouTube） ↩
Drm Test(KCBS Pyongyang) Startup - YouTube、dtv-jp。2021年9月15日5時の朝鮮中央放送オープニングがDRM波で非常に良好に復調されています。 ↩

解説

フェードアウト

フェードイン

Pythonによる時報音の再現

おわりに

脚注